加速度响应开关及其制法制造技术

一种加速度响应开关，包括一个容器，该容器包括由底面为倾斜面的外壳和固定于外壳上以封闭外壳开口端的盖板；固定在盖板通孔中的引线端子；固定在引线端子外壳内那一端的接触件，它有多个与外壳同轴地成辐射状排列的羽状部分；封装在密闭容器内可在外壳底部滚动的导电惯性球，形成在外壳内壁上的多个突起部；装在容器中的减震液的粘度适于给惯性球施加阻力，在惯性球受外界振荡发生转动时使其终止转动。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加速度响应开关，它装在城市煤气设施以及工业丙烷气设施上所用的带有自动截流阀和集成微计算机的气体流量计上，或者装在油槽加热器、气体燃烧装置以及电气设备等的控制装置上的气体流量计上，用以测定诸如地震那样的振荡，给所述自动截流阀或者控制装置提供一个检测信号。本专利技术还涉及一种制造这种加速度响应开关的方法。1993年9月16日提出，目前尚在审查中的美国专利申请No.08/121，522揭示了一种含有上述类型加速度响应开关的地震灵敏元件。所揭示的这种地震灵敏元件有一金属外壳、装在外壳内并与之绝缘的电极元件和一个封装在外壳内的导电惯性球，一当受到振荡时，该惯性球就滚动而与电极元件接触，使外壳与电极元件之间导通，从而该地震灵敏元件产生一个探测信号。近来已将上述地震灵敏元件装到普通城市煤气设施以及工业丙烷气设施上的带自动截流阀、集成微计算机和集成电池的气体流量计上，使这种气体流量计具有防止发生因地震引起的火灾之类的二次灾害或早期测定煤气泄漏以及存储气体流量数据等功能。这种气体流量计测得因地震引起的设备的振荡和倾覆、大量气体泄漏以及长期小量气体泄漏等，从而关断截流阀或开启报警装置，以防止二次事故或灾害。测定地震时，需将因地震引起的振荡与由带气体流量计的飞行物颠簸引起的振动或者由自卸卡车等的驱动引起的或建筑施工中引起的人为噪音区别开来。为此，就需要使这种地震灵敏元件具有因地震引起的振荡频带中的预定的信号输出特性与在其它频带中的不同信号输出特性。地震的震颤包括具有不同频率的多种振荡。多数情况下，这种震颤主要伴有频率等于或低于10Hz的振动，特别是那种频率等于或低于5Hz的振动。所以可采用正弦振荡作为含有上述地震灵敏元件的地震灵敏装置检查地震的一个比较特性。譬如，在上述具有由惯性球的滚动关断和开启的触点的加速度响应装置中，将信号的“通”、“断”的每个周期设定为40毫秒或者更长。在这种情况下，若在预定的时间内，比如三秒钟内，产生三次或更多次的上述那样的信号，就由微型电子计算机确定发生了地震，而送出探测信号。这样就把地震的震颤与干扰振动区别开来。为将地震与其它干扰震动区分开，需要使地震灵敏元件具有地震振荡频带和其它频带之间的不同响应特性。例如，若将频率不超过5赫兹的正弦波加到这种地震灵敏元件上，振荡加速度可达120伽(1伽＝10-2米/秒2)。120伽的加速度与5级地震烈度相对应。当把这种与120伽的加速度相对应的正弦波加到这种地震元件上时，就要有微型电子计算机来给出指示发生了地震的探测信号，以使诸如气体截流阀之类的安全装置启动。此外，也期望微型电子计算机在加速度响应装置即使受到6Hz或6Hz以上的300伽的加速度的作用时也不致造成误响应。为便于观察，通常是将诸如气体流量计这样的常规控制装置装于户外。比如用导管将这种控制装置装在建筑物的外墙壁上。于是，这样的控制装置就要面对着通道或孩子们游戏的场所。过客的身体、他们的行包、孩子们玩着的自行车或者球等有时会碰到这样的控制装置。在这样的情况下，尽管加速度根据气体导管金属固定物的支承位置间的间隔而取有些不同的值，也可产生加速度处于1000至3000伽范围的脉冲波。在产生上述脉冲波之后，加速度开始从约1000伽衰减。这种衰减的振荡包含一个近似为正弦波的波，其频率约为10Hz。专利技术人所做的实验表明，上述这种振荡被加到了该气体流量计上。地震灵敏元件给出的这种信号从理论上说具有与加到该元件上的振荡周期相应的周期。于是，若该振荡频率有如上面所述情况那样为大约10Hz，则无论“通”信号或“断”信号的周期不会达到40毫秒，以使微型电子计算机不会把这种振动当成地震。但是，在上述地震灵敏元件中，将惯性球封闭在一个圆柱形或半球形外壳中。一旦有较大的脉冲加到该元件上，该惯性球有时会沿着外壳的内壁或电极滚动。在这种情况下，由于所加振荡的频率与取决于电极弹性、外壳底部形状以及该惯性球的质量的谐振频率之间的不同，惯性球的运动会变成不完整的圆形运动，在振荡衰减的过程中，得出一个椭圆形的或者多角形的轨迹。所以，地震灵敏元件的输出信号周期并不总取决于所加振荡的频率，或者说，在振荡衰减的过程中，“通”或者“断”信号的时间长度与在地震衰减阶段所确定的地震情况有关，这就使得难于将地震与干扰振动区分开来。本专利技术的目的在于提供一种加速度响应开关，它能给出振荡检测信号，基于这一信号，能可靠地区分加在它上面的振荡究竟是地震还是别的干扰振动，同时提供一种制作这种开关的方法。本专利技术的再一目的是要提供一种即使在周围环境温度有较大变化的情况下也可稳定工作的加速度响应开关，同时还提供制作这种开关的方法。本专利技术的一个方面提供了一种加速度响应开关，它包括一个具有装有底的圆筒形导电外壳的容器，该外壳底部的内表面上做成斜面，使得从底面中心向外同轴地逐渐抬高，该外壳上固定有一个盖板用于关闭外壳开口端，盖板上有一通孔。盖板的通孔中装有接线端子，端子通过盖板伸展并与外壳电气绝缘。将一接触件固定到位于外壳中且有多个径向排布的羽状部分(与外壳近似同心)的引线端子的一端。每个羽状部分都具有预定的弹性。一个导电的惯性球封闭在关闭了的容器中。能在外壳底部内表面上滚动。由于外壳底部内表面的倾斜，惯性球在正常情况下实际上是位于外壳底部内表面的中心，它在那里处于静止状态。若受到振动，惯性球就移至偏离外壳底部内表面中心的位置上，从而使惯性球与接触件的一个或多个羽状部分接触，以使这些羽状部分与外壳之间导通。本专利技术的特征在于在外壳内圆周壁上靠近惯性球滚动的部分处有一抵触部分，与接触件的羽状部分滑动接触。惯性球滚动时撞着这个抵触部分就会改变它的运动的路径。盖板可密闭地封住外壳的开口端，以便提供一个密闭的容器。按照上面所描述的加速度响应开关，抵触部分可防止惯性球因与加给惯性球的振荡方向交叉的分力而在外壳中演变出不合乎要求的滚动运动。所以，由于惯性球一直与接触件的羽状部分处于接触之中，同时在滚动中，故而所得到的连续不断的“通”信号就与当装有这种加速度响应装置的设备倾倒时所得到的信号相似。此外，如果惯性球的运动可能会演变成不希望有的滚动运动，也能通过惯性球的碰撞顶着那个抵触部分而使这种滚动在短时间内终止。因此，在短时间内产生的“通”信号的次数和时间长度，就不能满足确定地震的条件。按本专利技术第二方面的加速度响应开关的特征在于利用装在带有惯性球的密闭容器中的减震液体来代替上述在外壳内壁上形成的抵触部分。这种减震液体具有适当的粘滞性，以便给惯性球施加阻力，使得一旦惯性球经受外部振荡时能停止滚动。这种减震液体还能防止惯性球的运动发展成不希望有的滚动运动，而且即使惯性球可能会导致这种滚动运动，它也能在短时间内终止惯性球的这种滚动运动。减震液体所含的水量最好要使外壳与接触部件(它们之间插有惯性球)之间的导电性基本上不会因水结冰而受到影响。具体而言，这种减震液体最好包含以碳氢化合物为主要液体和以乙醇为附加液体的混合物，或者包含一种由乙醇几乎不溶于其中的主要液体和加到这种主要液体中的乙醇一起组成的混合物。另外，可以确定注入到外壳中的减震液体的量使其液面与接触部件相接触。按本专利技术的第三方面提供了一种制作加速度响应开关的方法，它包括以下步骤制得一个装有底的圆筒形导电外壳，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速度响应开关，它包括： 一个容器，该容器包括一个装有底的圆筒形导电外壳和一个盖板，该外壳的内底面上形成有一个斜面，以使底面中心从中心向外平缓地上升；所述盖板固定于外壳上以封闭外壳的开口端并且具有通孔； 一个固定在盖板的通孔中的引线端子，它延伸穿过盖板，并与外壳电绝缘； 固定在引线端子的位于外壳中的一个端部的接触件，它有多个与外壳几乎同轴地成辐射状排列的羽状部分，每个羽状部分都有预定的弹性；以及 一个封装在密闭容器中的导电惯性球，它能在外壳底部内表面上滚动，由于外壳底部内表面的倾斜，惯性球在静止状态时的正常位置基本上处于外壳底部内表面的中心，当受到振荡时，惯性球移到偏离外壳底部内表面中心的位置，从而与接触件的一个或多个羽状部分接触，使羽状部分与外壳之间电导通； 其特征在于：在部分外壳内周壁上形成抵触部分，惯性球滚动靠近该部分附近并滑动与接触件的羽状部分相触碰，当惯性球滚动着撞到这个抵触部分时，其运动的路径发生改变。

【技术特征摘要】
JP 1993-10-1 269981/93;JP 1993-10-6 276230/93;JP 11.一种加速度响应开关，它包括一个容器，该容器包括一个装有底的圆筒形导电外壳和一个盖板，该外壳的内底面上形成有一个斜面，以使底面中心从中心向外平缓地上升；所述盖板固定于外壳上以封闭外壳的开口端并且具有通孔；一个固定在盖板的通孔中的引线端子，它延伸穿过盖板，并与外壳电绝缘；固定在引线端子的位于外壳中的一个端部的接触件，它有多个与外壳几乎同轴地成辐射状排列的羽状部分，每个羽状部分都有预定的弹性；以及一个封装在密闭容器中的导电惯性球，它能在外壳底部内表面上滚动，由于外壳底部内表面的倾斜，惯性球在静止状态时的正常位置基本上处于外壳底部内表面的中心，当受到振荡时，惯性球移到偏离外壳底部内表面中心的位置，从而与接触件的一个或多个羽状部分接触，使羽状部分与外壳之间电导通；其特征在于在部分外壳内周壁上形成抵触部分，惯性球滚动靠近该部分附近并滑动与接触件的羽状部分相触碰，当惯性球滚动着撞到这个抵触部分时，其运动的路径发生改变。2.一种如权利要求1所述的加速度响应开关，其特征在于盖板气密地紧固于外壳的开口端上，提供气密的容器。3.一种加速度响应开关，它包括一个气密容器，该容器有一个装有底的圆筒形，一个盖板，该导电外壳的底部内表面上形成有一个斜面，基本上从底面中心向外平缓地渐渐升高;该盖板固定于外壳上以封闭外壳开口端并且具有通孔;一个气密地固定在盖板通孔中的引线端子，它穿过盖板而延伸，并与外壳电绝缘;固定在引线端子的位于外壳中的一个端部的接触件，它有多个与外壳几乎同轴地成辐射状排列的羽状部分，每个羽状部分都有预定的弹性;一个封装在气密容器中的导电惯性球，它能在外壳底部内表面上滚动，由于外壳底部内表面的倾斜，惯性球在静止状态时的正常位置基本上位于外壳底部内表面的中心，当受到振荡时，惯性球移到偏离外壳底部与表面中心的位置，从而与接触件的一个或多个羽状部分接触，使羽状部分与外壳之间电导通;其特征在于带惯性球的气密容器中装有减震液体，减震液体的粘性适于给惯性球施加阻力，以使当惯性球受到外界振荡时终止其转动。4.一种如权利要求2或3所述的加速度响应开关，其特征在于气密容器中装有防污染气体。5.一种如权利要求3所述的加速度响应开关，其特征在于事先将减震液体抽气，以便除去溶在液体中的杂质。6.一种如权利要求3所述的加速度响应开关，其特征在于减震液含有水，将水的含量确定为即使在所含的水被冻结时仍可使外壳和接触件与插在它们之间的惯性球之间能导电。7.一种如权利要求3所述的加速度响应开关，其特征在于减震液含有作为主液的碳氢化合物和作为附加液体的乙醇的混合物。8.一种如权利要求7所述的加速度响应开关，其特征在于将乙醇的含量确定为使外壳与接触件之间的绝缘电阻保持在等于或大于预定的值。9.一种如权利要求3所述的加速度响应开关，其特征在于减震液含有乙醇基本上不溶于其中的主液和加到主液中的乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷靖和，柴田茂一，浦野充弘，渡边胜幸，小关秀树，
申请(专利权)人：株式会社生方制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]